Номер 34, страница 79 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

8. Азот, фосфор и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 34, страница 79.

Условие.

34. Что выгоднее использовать для насыщения почвы азотом — сульфат аммония, нитрат аммония или мочевину? Подтвердите свой ответ расчётами.

Решение.

Решение 2.

Для того чтобы определить, какое из удобрений выгоднее для насыщения почвы азотом, необходимо рассчитать массовую долю ($\omega$) азота в каждом из предложенных веществ: сульфате аммония, нитрате аммония и мочевине. Удобрение с наибольшей массовой долей азота будет самым выгодным, так как оно содержит больше питательного элемента на единицу массы.

Дано:

Вещества: сульфат аммония, нитрат аммония, мочевина.
Относительные атомные массы элементов (округленные):
$Ar(N) = 14$
$Ar(H) = 1$
$Ar(S) = 32$
$Ar(O) = 16$
$Ar(C) = 12$

Найти:

Какое вещество имеет наибольшую массовую долю азота ($\omega(N)$)?

Решение:

Массовая доля элемента в сложном веществе рассчитывается по формуле:

$\omega(\text{элемента}) = \frac{n \cdot Ar(\text{элемента})}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $n$ — количество атомов элемента в формуле, $Ar$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr$ — относительная молекулярная масса вещества.

Сульфат аммония

Химическая формула сульфата аммония — $(NH_4)_2SO_4$.
1. Рассчитаем относительную молекулярную массу $Mr((NH_4)_2SO_4)$:
$Mr((NH_4)_2SO_4) = 2 \cdot (Ar(N) + 4 \cdot Ar(H)) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot (14 + 4 \cdot 1) + 32 + 4 \cdot 16 = 2 \cdot 18 + 32 + 64 = 132$.
2. В одной формульной единице вещества содержатся 2 атома азота. Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr((NH_4)_2SO_4)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{132} \cdot 100\% = \frac{28}{132} \cdot 100\% \approx 21.21\%$.
Ответ: массовая доля азота в сульфате аммония составляет приблизительно $21.21\%$.

Нитрат аммония

Химическая формула нитрата аммония — $NH_4NO_3$.
1. Рассчитаем относительную молекулярную массу $Mr(NH_4NO_3)$:
$Mr(NH_4NO_3) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 14 + 4 + 14 + 48 = 80$.
2. В одной формульной единице вещества содержатся 2 атома азота. Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(NH_4NO_3)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{80} \cdot 100\% = \frac{28}{80} \cdot 100\% = 35\%$.
Ответ: массовая доля азота в нитрате аммония составляет $35\%$.

Мочевина

Химическая формула мочевины (карбамида) — $CO(NH_2)_2$.
1. Рассчитаем относительную молекулярную массу $Mr(CO(NH_2)_2)$:
$Mr(CO(NH_2)_2) = Ar(C) + Ar(O) + 2 \cdot (Ar(N) + 2 \cdot Ar(H)) = 12 + 16 + 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) = 28 + 2 \cdot 16 = 60$.
2. В одной молекуле вещества содержатся 2 атома азота. Рассчитаем массовую долю азота:
$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(CO(NH_2)_2)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{60} \cdot 100\% = \frac{28}{60} \cdot 100\% \approx 46.67\%$.
Ответ: массовая доля азота в мочевине составляет приблизительно $46.67\%$.

Сравнив полученные значения массовых долей азота ($21.21\%$, $35\%$ и $46.67\%$), мы видим, что наибольшее содержание азота в мочевине.

Ответ: выгоднее всего использовать мочевину, так как она имеет самую высокую массовую долю азота ($\approx 46.67\%$) по сравнению с нитратом аммония ($35\%$) и сульфатом аммония ($\approx 21.21\%$).